Лабораторная работа №8 по дисциплинам «Механическое оборудование. Лабораторная работа 8 по дисциплинам Механическое оборудование карьеров иГорные машины Автогрейдеры
 Скачать 1.27 Mb.
|
|
Рис. 2. Схема к определению базы автогрейдера 2.6. Определение размера базы автогрейдера Минимальный размер базы L определяется возможностью полного поворота отвала между колесами автогрейдера. При этом учитывают следующее: чем ближе размещен отвал к задней оси машины, тем лучше планирующая способность автогрейдера (рис. 3).  Рис. 3. Схема конструктивных параметров автогрейдера Для двухосного автогрейдера размер базы (м) с учетом необходимого зазора  где  – наружный диаметр шины, м; ∆ – зазор между отвалом и шиной (∆ = 0,050 м). Для трехосного автогрейдера база составляет:  Полученное значение базы автогрейдера L сопоставляется с данными прототипа. При расхождении более 15% в расчет принимаются данные прототипа. 3. Определение сил, действующих на автогрейдер 3.1. Определение сил, действующих на автогрейдер со всеми ведущими колесами На автогрейдер при прямолинейном равномерном движении по горизонтальной грунтовой поверхности действуют следующие силы (рис. 4): активные – сила тяжести автогрейдера G; сила тяги Т1,Т2, Т3 колес; реактивные – нормальные реакции R1, R2, R3 колес; составляющие реакции грунта Р1 и Р2 на ноже отвала.  Рис. 4. Схема сил, действующих на автогрейдер с колесной формулой 1x3x3 При определении этих усилий делают следующие допущения: 1.  и  2. Величины  ,  и  равны 0.3.  ;  , где θ = (0,70 - 0,73)4.  Нормальные реакции грунта и номинальная сила тяги определяются по следующим формулам (колесная формула 1x3x3):   = Номинальная сила тяги, расходуемая на копание:  где  ;  е = 0 - 0,37 м при G = 70 - 180 кН. Определение  и  , необходимых при использовании в расчетах на прочность, производится для случая выглубления отвала при реализации максимальных тяговых качеств. При этом сила  будет направлена вниз, а ρ = 0,10 - 0,15. где  – глубина резания грунта отвалом автогрейдера, м ( ≈ 0,15∙Н);  3.2 Определение сил, действующих на автогрейдер с задними ведущими колесами Схема сил, действующих на автогрейдер, приведена на рис. 5. Нормальные реакции грунта и номинальная сила тяги, возникающие при копании грунта, определяются как     Рис. 5. Схема сил, действующих на автогрейдер с колесной формулой 1x2x3 4. Определение сил сопротивлению движению автогрейдера В состав силы сопротивления грунта копанию  входят следующие силы сопротивления (кН):– сила сопротивления грунта резанию  ,где  – коэффициент удельного сопротивления грунта резанию, кПа ( =150-200 кПа); – проекция площади стружки на плоскость, перпендикулярную к направлению движения автогрейдера,   – сила трения ножа о грунт  ,где  – коэффициент трения грунта по стали,  (принимается ρ = 0,15-0,20);– сила сопротивления перемещению призмы волочения грунта  ,где – коэффициент трения грунта по стали (принимается ρ = 0,15-0,20);– сила сопротивления перемещению призмы волочения грунта ,где  – коэффициент трения грунта по грунту; – сила тяжести призмы грунта, кН; приближенное значение силы тяжести максимальной призмы волочения грунта где  – плотность грунта, кг/ ; – высота отвала, м; – коэффициент разрыхления грунта; E = 35-40° – угол естественного откоса грунта; – сила сопротивления трения грунта при движении вверх по отвалу  где δ = 30-80° – угол резания; – сила сопротивления трению призмы волочения грунта при ее перемещении вдоль по отвалу  ;– сила сопротивления копанию грунта  ;– сила сопротивления подъему автогрейдера  где ∑R – суммарная нормальная реакция грунта на все колеса автогрейдера;  – угол подъема (принимается = 0 для случая максимального сопротивления копанию);– сила сопротивления качению колес  где f – коэффициент сопротивления качанию колес. Суммарная сила сопротивления при равномерном движении автогрейдера на тяговом режиме составит  5. Тяговый расчет автогрейдера 5.1. Выбор двигателя У автогрейдеров преобладающим режимом работы является тяговый, поэтому тяговый расчет автогрейдера заключается в определении его параметров на тяговом режиме работы. Мощность двигателя  (кВт) определяется на первой рабочей передаче, при этом скорость передвижения автогрейдера принимается  м/с (3,2-5,0 км/ч): где G – сила тяжести автогрейдера, кН;  – кпд механической трансмиссии ( = 0,85-0,88); – коэффициент, учитывающий снижения мощности двигателя на тяжелых операциях цикла ( = 0,85-0,90); – коэффициент, учитывающий расход мощности на привод вспомогательных механизмов, табл.4 (  0,85).По величине подбирают двигатель.Таблица 4 – Техническая характеристика гидроприводов и механизмов управления автогрейдеров
5.2. Построение тяговой характеристики автогрейдера Последовательность и основные формулы, необходимые для построения тяговой характеристик приведены в [1]. Здесь же описываются некоторые особенности построения тяговой характеристики автогрейдера. После построения кривой буксования  , регуляторной характеристики с учетом отбора мощности на привод вспомогательных механизмов (рис.6) и определение начала координат окружной силы  точки  следует построить зависимость крутящего момента двигателя  и окружной силы . Для этого по оси абсцисс откладывают значения номинальной силы тяги  . Проведя вертикаль через точку  и горизонталь через точку , получают точку их пересечения . Соединив полученную точку с точкой начала координат окружной силы колесного движителя , получают луч . Рис. 6. Схема сил для расчета отвала Для луча передаточное число на первой передаче автогрейдера где  – силовой радиус, м; – номинальный свободный крутящий момент двигателя.Тогда новое уточненное значение расчетной скорости (м/с) на первой передаче составит  где  – номинальная частота вращения коленвала,  .Условием для нормальной работы автогрейдера является остановка его при тяговой перегрузке в случае буксования ведущих колес. При этом должно соблюдаться условие  где  – сила тяги колесного движителя при максимальном крутящем моменте, который определяется следующим образом. Через точку  проводится горизонталь до пересечения с лучом и опускается вертикаль. Если окажется, что это условие не соблюдается, то передаточное число определяют по формуле  При уточненном значении  снова определяют  .При выполнении легких работ целесообразно применять более высокие рабочие передачи. Для этого необходимо определить минимальное значение силы тяги  Значение передаточного числа на высшей рабочей передаче  Тогда значение высшей рабочей расчетной скорости движения автогрейдера (м/с)  Подбор передаточных чисел и определения скоростей движения автогрейдера производится по закону геометрической прогрессии, знаменатель которой  где n – число передач на рабочем режиме (принимается n = 3-4). Значение скоростей движения (м/с) автогрейдера   Для работы в транспортном режиме на автогрейдере предусматривается редуктор, передаточное число которого составляет  где  – максимальная расчетная транспортная скорость автогрейдера, = 8,9-13,6 м/с (32-50 км/ч).Для нормальной работы автогрейдера на транспортном режиме должно соблюдаться условие  (1)где  – мощность двигателя, потребная для движения автогрейдера на максимальной транспортной скорости; здесь  – коэффициент обтекаемости ( = 0,6-0,7 Н / );F – площадь лобового сопротивления , находится как произведения ширины колее на его высоту.Если условно (I) не выполняется, значение  следует брать на 5% меньше и снова определять ,  . | ||||||||||||||||||||||||||
